LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG................................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................ vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................... viii LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................3 1.1. Giới thiệu chung về bia. .......................................................................................3 1.2. Tổng quan về malt................................................................................................4 1.3. Tổng quan về Hoa houblon. .................................................................................7 1.4. Tổng quan về nấm men. .......................................................................................9
1.4.1. Nhóm nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae). .........................................9 1.4.2. Nhóm nấm men chìm (saccharomyces carlbergensis). ...............................10 1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men..............................................11
1.5. Thành phần hóa học của bia...............................................................................14 1.5.1. Nước.............................................................................................................14 1.5.2. Chất hòa tan ................................................................................................14 1.5.3. Các chất dễ bay hơi .....................................................................................15
1.6. Gía trị của bia .....................................................................................................15 1.6.1. Giá trị kinh tế...............................................................................................15 1.6.2. Giá trị dinh dưỡng .......................................................................................15 1.6.3. Bia đối với sức khỏe con người ...................................................................16
1.7. Tình hình sản xuất bia và tiêu thụ bia. ...............................................................17 1.7.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới...........................................17 1.7.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trong nước.............................................20
1.8. Tổng quan tình hình nghiên cứu bia nồng độ cồn thấp trong và ngoài nước. ...21 1.8.1. Trong nước...................................................................................................21 1.8.2. Ngoài nước...................................................................................................22
1.9. Các sản phẩm bia không cồn và bia nồng độ cồn thấp. .....................................23 1.9.1. Các loại bia không cồn ................................................................................24 1.9.2. Các loại bia có nồng độ cồn thấp................................................................25
iv
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................26 2.1. Nguyên vật liệu dùng trong nghiên cứu.............................................................26 2.1.1. Vật liệu nghiên cứu......................................................................................26 2.1.1.1. Nguyên liệu............................................................................................26 2.1.1.2. công cụ .................................................................................................28 2.1.1.3. Thiết bị...................................................................................................28 2.1.1.4. Hóa chất:...............................................................................................28 2.2. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................28 2.2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...............................................................28 2.2.2. Quy trình dự kiến .........................................................................................29 2.2.3. Sơ đồ nghiên cúu..........................................................................................38 2.2.4. Thí nghiệm khảo sát: ...................................................................................39 2.2.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát chế độ nước ....................................................39 2.2.4.2. Thí nghiệm 2: khảo sát nhiệt độ đường hóa..........................................41 2.2.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát pH đường hóa.................................................43 2.2.4.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát thời gian đường hóa. ......................................45 2.2.4.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát lượng nấm men ban đầu. ................................47 2.2.4.6. Đánh giá cảm quan sản phẩm...............................................................50 2.2.4.7. Đánh giá chất lượng sản phẩm. ............................................................50 2.3. Phương pháp phân tích.......................................................................................52 2.4. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................................52 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................53 3.1. Kết quả khảo sát chế độ nước. ...........................................................................53 3.2. Kết quả khảo sát nhiệt độ đường hóa.................................................................55 3.3. Kết quả khảo sát PH đường hóa.........................................................................58 3.4. Kết quả khảo sát thời gian đường hóa................................................................59 3.5. Kết quả khảo sát lượng nấm men ban đầu. ........................................................61
3.6. Kết quả đánh giá cảm quan giữa mẫu khảo sát và các sản phẩm trên thị trường.......... ..............................................................................................................69
3.7. Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm: .............................................................71
v
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................73 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................77 PHỤ LỤC..................................................................................................................79
vi
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm DANH MỤC CÁC BẢNG
BẢNG 1.1: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẠI MẠCH................................... 5 BẢNG 1.2: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA HOA HOUBLON. ........................ 7 BẢNG 1.3: SẢN LƯỢNG BIA TÍNH THEO TRIỆU HL.................................... 18 BẢNG 1.4: TÌNH HÌNH TIÊU THỤ BIA TRÊN THẾ GIỚI NĂM 2004 ........... 19 BẢNG 2.1. CHỈ TIÊU HÓA LÍ VÀ HÓA HỌC CỦA MALT ............................ 26 BẢNG 2.2. CHỈ TIÊU HÓA LÍ VÀ HÓA HỌC CỦA HOA HOUBLON ........... 27 BẢNG 2.3. DỤNG CỤ SỬ DỤNG CHO NGHIÊN CỨU.................................... 28 BẢNG 2.4. THIẾT BỊ DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU ...................................... 28 BẢNG 2.5: CHỈ TIÊU CẢM QUAN..................................................................... 50 BẢNG 2.6: CHỈ TIÊU HÓA LÝ ........................................................................... 51 BẢNG 2.7: CHỈ TIÊU VI SINH............................................................................ 51 BẢNG 3.1: KẾT QUẢ KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ NƯỚC ......................................... 54 BẢNG 3.2: KẾT QUẢ KHẢO SÁT NHIỆT ĐỘ ĐƯỜNG HÓA. ....................... 56 BẢNG 3.3: KẾT QUẢ KHẢO SÁT PH ĐƯỜNG HÓA. ..................................... 58 BẢNG 3.4: KẾT QUẢ HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG CỦA CÁC MẪU THEO THỜI GIAN ...................................................................................................................... 62 BẢNG 3.5: TỈ LỆ (%) SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN THEO THỜI GIAN . 63 BẢNG 3.6: TỈ LỆ (%) SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN CHẾT THEO THỜI GIAN. ..................................................................................................................... 64 BẢNG 3.7: TỶ LỆ (%) SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN NẢY CHỒI THEO THỜI GIAN ............................................................................................ 65 BẢNG 3.8: KẾT QUẢ CẢM QUAN CHO ĐIỂM 3 MẪU KHẢO SÁT. ............ 67 BẢNG 3.9: KẾT QUẢ SO HÀNG THỊ HIẾU CỦA 5 SẢN PHẨM BIA. ........... 69 BẢNG 3.10: CHỈ TIÊU CẢM QUAN................................................................... 71 BẢNG 3.11: CHỈ TIÊU HÓA LÝ ......................................................................... 71 BẢNG 3.12 : CHỈ TIÊU VI SINH......................................................................... 72
vi
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm DANH MỤC CÁC HÌNH
HÌNH 1.1: HOUBLON CAO................................................................................... 9 HÌNH 1.2: HOUBLON VIÊN.................................................................................. 9 HÌNH 1.3: NẤM MEN ............................................................................................ 10 HÌNH 1.4: MỘT SỐ LOẠI BIA KHÔNG CỒN ..................................................... 24 HÌNH 1.5: MỘT SỐ LOẠI BIA NỒNG ĐỘ CỒN THẤP ...................................... 25 HÌNH 2.1. QUY TRÌNH DỰ KIẾN CHẾ BIẾN BIA ............................................. 29 HÌNH 2.2: SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BIA NỒNG ĐỘ CỒN THẤP .... 38 HÌNH 2.3: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ NƯỚC. ................................................. 40 HÌNH 2.4: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT NHIỆT ĐỘ ĐƯỜNG HÓA ................................. 42 HÌNH 2.5: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT PH ĐƯỜNG HÓA. .............................................. 44 HÌNH 2.6: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT THỜI GIAN ĐƯỜNG HÓA................................ 46 HÌNH 2.7: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT SỐ LƯỢNG TẾ BÀO MẤM MEN BAN ĐẦU.. 48 HÌNH 3.1: DỊCH ĐƯỜNG KHẢO SÁT NHIỆT ĐỘ ĐƯỜNG HÓA.................... 56 HÌNH 3.2: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN SỰ THAY ĐỔI ĐỘ BRIX Ở CÁC MỐC NHIỆT ĐỘ KHÁC NHAU. .................................................................................................. 57 HÌNH 3.3: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN SỰ THAY ĐỔI °BX THEO CÁC MỐC THỜI GIAN Ở 640C ........................................................................................................... 60 HÌNH 3.4: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG CỦA CÁC MẺ THEO THỜI GIAN ............................................................................................................. 62 HÌNH 3.5: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN TỈ LỆ % SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN THEO THỜI GIAN.................................................................................................. 63 HÌNH 3.6: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN TỈ LỆ % SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN CHẾT THEO THỜI GIAN ...................................................................................... 64 HÌNH 3.7: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN TỈ LỆ % SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN NẢY CHỒI THEO THỜI GIAN....................................................................................... 65 HÌNH 3.8: ĐỒ THỊ THỂ HIỆN ĐIỂM TRUNG BÌNH CỦA 3 MẪU CẢM QUAN.
.................................................................................................................................. 68 HÌNH 3.9: ĐỒ THỊ THỂ HIỆN MỨC ĐỘ ƯA THÍCH CỦA CÁC MẪU CẢM QUAN. ..................................................................................................................... 70
vii
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
LSRD: Least significant difference (sự khác biệt có ý nghĩa nhất). TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TP.HCM: Thành Phố Hồ Chí Minh
TS: Tiến sĩ
ThS: Thạc sĩ
viii
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm LỜI MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Bia là loại nước giải khát được lên men từ dịch của malt đại mạch, có hương
vị houblon, và có lịch sử lâu đời.
Bia là loại đồ uống phổ biến và giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa: amylaza.
Được sản xuất từ một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, hàm lượng CO2 khá cao (4 ÷ 5g/lít) giúp cơ thể giải khát một cách triệt để khi uống. Người ta có thể uống bia trong những bữa ăn, trong những lúc nói chuyện với nhau hay những buổi tiệc lớn nhỏ.
Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25 g thịt bò hay 150 g bánh mì loại một, hay tương đương với nhiệt lượng là 500 kcal. Vì vậy bia được mệnh danh là bánh mì nước ngoài [6].
Ngoài ra bia còn có vitamin B1, B2, nhiều vitamin PP và axit amin rất cần thiết cho cơ thể. Theo Hopkins, trong 100 ml bia 10% chất khô có: 2,5 – 5 mg vitamin B1, 35 – 36 mg vitamin B2 và PP. Chính vì vậy từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc được rất nhiều người ưa thích [6].
Trong những năm gần đây, bia có hàm lượng calo thấp đã trở nên phổ biến, đặc biệt đối với những người thừa cân. Tương tự như vậy, nhiều loại bia có nồng độ cồn thấp cũng được ưa chuộng hơn đối với những người không chịu được hay không cho phép sử dụng ở nồng độ cồn cao như phụ nữ mang thai, khi tham gia giao thông, ...Trong khi đó, nhiều người tiêu thụ bia lại ưa thích các đặc tính về mùi và vị của loại bia truyền thống vốn có nồng độ cồn đáng kể, thường là 3.2 – 4.2%.
Bia không cồn nói riêng và bia có độ cồn thấp nói chung là những sản phẩm đã được nghiên cứu và đi vào đời sống tại nhiều nước trên thế giới và khu vực. Tại các nước phát triển, ý thức chấp hành luật giao thông của người dân rất cao, người
1
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
ta sử dụng bia không cồn không những vì lý do an toàn giao thông, mà còn như là một loại nước giải khát có hương vị của bia và an toàn cho sức khoẻ.
Theo ông Nguyễn Văn Việt, Chủ tịch Hiệp hội Bia-Rượu-Nước giải khát Việt Nam phát biểu: “Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, bia không cồn có thể giảm nguy cơ mắc bệnh tim, các vấn đề về gan, dư đạm (bệnh gout), giảm gia tăng nguy cơ mắc một vài dạng ung thư và dĩ nhiên làm giảm dư vị khó chịu khi uống rượu bia. Nhiều chuyên gia dinh dưỡng cũng công nhận và tuyên bố, bia không cồn là thứ đồ uống tuyệt vời trong chế độ tiếp nước hàng ngày cho cơ thể”.
Mặc khác, do nồng độ cồn trong các loại bia trên thị trường hiện nay còn khá cao. Nếu uống vượt mức cho phép sẽ rất dễ xảy ra các tệ nạn xã hội. Chính vì thế mà em quyết tâm nghiên cứu đề tài này. Với mục tiêu tạo ra loại thức uống vừa tăng tính giải khát vừa ngăn ngừa được một số bệnh lý thường gặp. Đồng thời bia nồng độ cồn thấp còn mang tính giao tiếp khá cao mà không lo ngại về các vấn nạn xã hội.
Với mong muốn trên, tui xin thực hiện đề tài này. Do kiến thức còn hạn chế, vì vậy tui rất mong muốn nhận được sự góp ý của thầy cô, các bạn để tui có thể hoàn thành tốt đề tài.
Mục tiêu nghiên cứu
Tạo ra sản phẩm bia có nồng độ cồn thấp.
Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu quy trình sản xuất bia.
- Tiến hành khảo sát các thông số kỹ thuật, cơ sở khoa học để hoàn thiện quy
trình sản xuất bia.
- Kiểm tra sản phẩm và các chỉ tiêu chất lượng cần đạt.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
- Là thức uống được ưa thích trên thế giới..
- Thích hợp cho những người uống bia không chịu được độ cồn cao.
- Là loại thức uống khá mới đã và đang được nghiên cứu ở thị trường bia Việt
Nam.
2
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về bia.
Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà (Mesopotamia).
Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản và hương vị cho bia là một phát kiến tương đối mới: trong thời Trung cổ nhiều hỗn hợp khác của các loại thảo mộc thông thường được cho vào bia chứ không phải hoa bia. Các hỗn hợp này thông thường được gọi là gruit. Hoa bia đã được trồng tại Pháp sớm nhất là vào khoảng thế kỷ 9; văn bản cổ nhất còn sót lại có ghi chép về việc sử dụng hoa bia trong bia có niên đại vào năm 1067 bởi nữ tu viện trưởng kiêm nhà văn Hildegard: "Nếu người ta định làm bia từ yến mạch, nó được chuẩn bị cùng hoa bia."
Trong thế kỷ 15, ở Anh thì loại bia không có hoa bia được biết đến như là ale, còn việc sử dụng hoa bia thì đồ uống đó gọi là bia. Bia có chứa hoa bia được nhập khẩu vào Anh từ Hà Lan sớm nhất là từ năm 1400 ở Winchester, và hoa bia đã được trồng trên quốc đảo này từ năm 1428. Tính phổ biến của hoa bia ban đầu là hỗn hợp - Công ty bia rượu London đã đi xa tới mức ra thông báo "không hoa bia, không thảo mộc hay những gì khác tương tự được cho vào bất kỳ ale hay rượu (mùi) nào sẽ được sản xuất - mà chỉ có liquor (nước), mạch nha, và men bia". Tuy nhiên, vào thế kỷ 16, ale đã được dùng để chỉ các loại bia mạnh (nồng độ cồn cao) bất kỳ, và tất cả ale và bia đều sử dụng hoa bia.
Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hóa sản xuất bia đã trở thành sự thật. Các cải tiến mới trong công nghệ sản xuất bia đã xuất hiện cùng với sự ra đời của nhiệt kế và tỷ trọng kế vào thế kỷ 19, đã cho phép các nhà sản xuất bia tăng tính hiệu quả và kiểm soát nồng độ cồn. Cho đến cuối thế kỷ 18, mạch nha chủ yếu được làm khô bằng lửa do đốt gỗ, than củi, trấu, và sau năm 1600 là từ than cốc. Nói chung, không có loại mạch nha nào trong số này được che chắn tốt khỏi khói sinh ra trong các lò sấy, và do đó các loại bia thời kỳ đó có thành phần hơi khói trong hương vị của chúng, các chứng cứ chỉ ra rằng các nhà sản xuất mạch
3
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
nha và bia thường xuyên phải cố gắng giảm thiểu sự ám khói của bia thành phẩm. Sự phát minh ra lò nướng hình trống năm 1817 của Daniel Wheeler đã cho phép tạo ra mạch nha nướng chín kỹ và tạo tiền đề cho sản xuất các loại bia đen (porter và stout). Sự phát minh ra vai trò của men bia trong quá trình lên men vào năm 1857 bởi Louis Pasteur đã giúp cho các nhà sản xuất bia phương pháp ngăn chặn vị chua của bia bởi các loại vi sinh
Năm 1953, Morton W Coutts, một người New Zealand đã phát triển kỹ thuật lên men liên tục. Morton lấy bằng sáng chế công nghệ của ông và nó là một cuộc cách mạng trong công nghiệp bia do nó làm giảm thời gian ủ và sản xuất bia trước đây là 4 tháng xuống còn chưa đầy 24 giờ. Công nghệ của ông vẫn được sử dụng bởi nhiều nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới ngày nay, bao gồm cả Guinness.
Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh lớn toàn cầu, bao gồm chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn. Trong khi bia chủ yếu là đồ uống chứa cồn thì một số biến tính của nó cũng tồn tại, xuất phát từ thế giới phương Tây, là các loại bia đi qua công đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất ra bia gọi là bia không cồn.
1.2. Tổng quan về malt
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia “malt là linh hồn của bia” điều đó trở thành phương ngôn của người làm bia. Chỉ có malt tốt mới làm dịch đường có chất lượng cao và một sản phẩm bia với tất cả các đặc tính hấp dẫn, đạt các chỉ tiêu về hoá lý, cảm quan cũng như đảm bảo tính ổn định về mặt sinh học.
Malt là hạt đại mạch nẩy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạo xác định. Nó là sản phẩm rất giàu chất dinh dưỡng: chứa 16 - 18% các chất phân tử lượng thấp dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn, dextrin bậc thấp, các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzyme phong phú - chủ yếu là proteaza và amylaza.
Cấu trúc hạt đại mạch gồm 3 bộ phận chính: vỏ hạt, phôi và nội nhũ. Hàm lượng trung bình thành phần hóa học tính theo hàm lượng chất khô như sau:
nhất là 14% trọng lượng được tiếp xúc với nấm men ở nhiệt độ nằm trong khoảng từ 38°F (3,30C) đến 45°F (7,20C) trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 giờ [18]
Cameron R. Murray và các đồng tác giả (1990) đề xuất quy trình lên men bia bao gồm bước axit hóa dịch đường trước khi lên men có hàm lượng đường nằm trong khoảng từ 12 đến 20 độ Plato bằng axit thực phẩm đến độ pH nằm trong khoảng từ 4,0 đến 4,6; điều chỉnh bước lên men theo lượng nấm men và nhiệt độ tiếp xúc từ 0 đến 7°C trong khoảng thời gian từ 10 đến 30 giờ, bia thành phẩm được bổ sung các chất thơm và pha loãng với nước để tạo thành đồ uống không cồn từ malt [13]
Patent US5384135A_2 của Henri J.J. Caluwaerts (1995) đề xuất quy trình sản xuất bia nồng độ cồn thấp, trong đó quá trình đường hóa được thực hiện ở 74-760C trong khoảng thời gian từ 35-50 phút nhằm khống chế lượng đường có khả năng lên men đến mức 50% so với hàm lượng chất khô của dịch đường. Sau đó cồn tiếp tục được tách ra khỏi bia bằng phương pháp bay hơi dưới áp suất cao bởi CO2 và nhiệt độ bia nằm trong khoảng 50-650C [17]
Domeny Zoltan và các cộng sự (2002) lên men bằng chủng nấm men biến đổi gen áp dụng công nghệ cố định nấm men. Bia có độ cồn thấp được sản xuất từ chủng nấm men đột biến không tổng hợp các enzyme vòng acid citric. Các nấm men này được cố định vào pectate canxi. Quá trình lên men được tiến hành ở 5- 350C với nồng độ oxy hòa tan có thể tới 20mg/l [14].
1.9. Các sản phẩm bia không cồn và bia nồng độ cồn thấp.
Hình ảnh một số loại bia không cồn và bia có nồng độ cồn thấp ở Việt Nam và trên thế giới được thể hiện qua Hình 1.4 và Hình 1.5:
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG................................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................ vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................... viii LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................3 1.1. Giới thiệu chung về bia. .......................................................................................3 1.2. Tổng quan về malt................................................................................................4 1.3. Tổng quan về Hoa houblon. .................................................................................7 1.4. Tổng quan về nấm men. .......................................................................................9
1.4.1. Nhóm nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae). .........................................9 1.4.2. Nhóm nấm men chìm (saccharomyces carlbergensis). ...............................10 1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men..............................................11
1.5. Thành phần hóa học của bia...............................................................................14 1.5.1. Nước.............................................................................................................14 1.5.2. Chất hòa tan ................................................................................................14 1.5.3. Các chất dễ bay hơi .....................................................................................15
1.6. Gía trị của bia .....................................................................................................15 1.6.1. Giá trị kinh tế...............................................................................................15 1.6.2. Giá trị dinh dưỡng .......................................................................................15 1.6.3. Bia đối với sức khỏe con người ...................................................................16
1.7. Tình hình sản xuất bia và tiêu thụ bia. ...............................................................17 1.7.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới...........................................17 1.7.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trong nước.............................................20
1.8. Tổng quan tình hình nghiên cứu bia nồng độ cồn thấp trong và ngoài nước. ...21 1.8.1. Trong nước...................................................................................................21 1.8.2. Ngoài nước...................................................................................................22
1.9. Các sản phẩm bia không cồn và bia nồng độ cồn thấp. .....................................23 1.9.1. Các loại bia không cồn ................................................................................24 1.9.2. Các loại bia có nồng độ cồn thấp................................................................25
iv
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................26 2.1. Nguyên vật liệu dùng trong nghiên cứu.............................................................26 2.1.1. Vật liệu nghiên cứu......................................................................................26 2.1.1.1. Nguyên liệu............................................................................................26 2.1.1.2. công cụ .................................................................................................28 2.1.1.3. Thiết bị...................................................................................................28 2.1.1.4. Hóa chất:...............................................................................................28 2.2. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................28 2.2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...............................................................28 2.2.2. Quy trình dự kiến .........................................................................................29 2.2.3. Sơ đồ nghiên cúu..........................................................................................38 2.2.4. Thí nghiệm khảo sát: ...................................................................................39 2.2.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát chế độ nước ....................................................39 2.2.4.2. Thí nghiệm 2: khảo sát nhiệt độ đường hóa..........................................41 2.2.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát pH đường hóa.................................................43 2.2.4.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát thời gian đường hóa. ......................................45 2.2.4.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát lượng nấm men ban đầu. ................................47 2.2.4.6. Đánh giá cảm quan sản phẩm...............................................................50 2.2.4.7. Đánh giá chất lượng sản phẩm. ............................................................50 2.3. Phương pháp phân tích.......................................................................................52 2.4. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................................52 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................53 3.1. Kết quả khảo sát chế độ nước. ...........................................................................53 3.2. Kết quả khảo sát nhiệt độ đường hóa.................................................................55 3.3. Kết quả khảo sát PH đường hóa.........................................................................58 3.4. Kết quả khảo sát thời gian đường hóa................................................................59 3.5. Kết quả khảo sát lượng nấm men ban đầu. ........................................................61
3.6. Kết quả đánh giá cảm quan giữa mẫu khảo sát và các sản phẩm trên thị trường.......... ..............................................................................................................69
3.7. Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm: .............................................................71
v
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................73 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................77 PHỤ LỤC..................................................................................................................79
vi
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm DANH MỤC CÁC BẢNG
BẢNG 1.1: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẠI MẠCH................................... 5 BẢNG 1.2: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA HOA HOUBLON. ........................ 7 BẢNG 1.3: SẢN LƯỢNG BIA TÍNH THEO TRIỆU HL.................................... 18 BẢNG 1.4: TÌNH HÌNH TIÊU THỤ BIA TRÊN THẾ GIỚI NĂM 2004 ........... 19 BẢNG 2.1. CHỈ TIÊU HÓA LÍ VÀ HÓA HỌC CỦA MALT ............................ 26 BẢNG 2.2. CHỈ TIÊU HÓA LÍ VÀ HÓA HỌC CỦA HOA HOUBLON ........... 27 BẢNG 2.3. DỤNG CỤ SỬ DỤNG CHO NGHIÊN CỨU.................................... 28 BẢNG 2.4. THIẾT BỊ DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU ...................................... 28 BẢNG 2.5: CHỈ TIÊU CẢM QUAN..................................................................... 50 BẢNG 2.6: CHỈ TIÊU HÓA LÝ ........................................................................... 51 BẢNG 2.7: CHỈ TIÊU VI SINH............................................................................ 51 BẢNG 3.1: KẾT QUẢ KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ NƯỚC ......................................... 54 BẢNG 3.2: KẾT QUẢ KHẢO SÁT NHIỆT ĐỘ ĐƯỜNG HÓA. ....................... 56 BẢNG 3.3: KẾT QUẢ KHẢO SÁT PH ĐƯỜNG HÓA. ..................................... 58 BẢNG 3.4: KẾT QUẢ HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG CỦA CÁC MẪU THEO THỜI GIAN ...................................................................................................................... 62 BẢNG 3.5: TỈ LỆ (%) SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN THEO THỜI GIAN . 63 BẢNG 3.6: TỈ LỆ (%) SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN CHẾT THEO THỜI GIAN. ..................................................................................................................... 64 BẢNG 3.7: TỶ LỆ (%) SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN NẢY CHỒI THEO THỜI GIAN ............................................................................................ 65 BẢNG 3.8: KẾT QUẢ CẢM QUAN CHO ĐIỂM 3 MẪU KHẢO SÁT. ............ 67 BẢNG 3.9: KẾT QUẢ SO HÀNG THỊ HIẾU CỦA 5 SẢN PHẨM BIA. ........... 69 BẢNG 3.10: CHỈ TIÊU CẢM QUAN................................................................... 71 BẢNG 3.11: CHỈ TIÊU HÓA LÝ ......................................................................... 71 BẢNG 3.12 : CHỈ TIÊU VI SINH......................................................................... 72
vi
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm DANH MỤC CÁC HÌNH
HÌNH 1.1: HOUBLON CAO................................................................................... 9 HÌNH 1.2: HOUBLON VIÊN.................................................................................. 9 HÌNH 1.3: NẤM MEN ............................................................................................ 10 HÌNH 1.4: MỘT SỐ LOẠI BIA KHÔNG CỒN ..................................................... 24 HÌNH 1.5: MỘT SỐ LOẠI BIA NỒNG ĐỘ CỒN THẤP ...................................... 25 HÌNH 2.1. QUY TRÌNH DỰ KIẾN CHẾ BIẾN BIA ............................................. 29 HÌNH 2.2: SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BIA NỒNG ĐỘ CỒN THẤP .... 38 HÌNH 2.3: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ NƯỚC. ................................................. 40 HÌNH 2.4: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT NHIỆT ĐỘ ĐƯỜNG HÓA ................................. 42 HÌNH 2.5: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT PH ĐƯỜNG HÓA. .............................................. 44 HÌNH 2.6: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT THỜI GIAN ĐƯỜNG HÓA................................ 46 HÌNH 2.7: SƠ ĐỒ KHẢO SÁT SỐ LƯỢNG TẾ BÀO MẤM MEN BAN ĐẦU.. 48 HÌNH 3.1: DỊCH ĐƯỜNG KHẢO SÁT NHIỆT ĐỘ ĐƯỜNG HÓA.................... 56 HÌNH 3.2: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN SỰ THAY ĐỔI ĐỘ BRIX Ở CÁC MỐC NHIỆT ĐỘ KHÁC NHAU. .................................................................................................. 57 HÌNH 3.3: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN SỰ THAY ĐỔI °BX THEO CÁC MỐC THỜI GIAN Ở 640C ........................................................................................................... 60 HÌNH 3.4: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG CỦA CÁC MẺ THEO THỜI GIAN ............................................................................................................. 62 HÌNH 3.5: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN TỈ LỆ % SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN THEO THỜI GIAN.................................................................................................. 63 HÌNH 3.6: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN TỈ LỆ % SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN CHẾT THEO THỜI GIAN ...................................................................................... 64 HÌNH 3.7: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN TỈ LỆ % SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN NẢY CHỒI THEO THỜI GIAN....................................................................................... 65 HÌNH 3.8: ĐỒ THỊ THỂ HIỆN ĐIỂM TRUNG BÌNH CỦA 3 MẪU CẢM QUAN.
.................................................................................................................................. 68 HÌNH 3.9: ĐỒ THỊ THỂ HIỆN MỨC ĐỘ ƯA THÍCH CỦA CÁC MẪU CẢM QUAN. ..................................................................................................................... 70
vii
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
LSRD: Least significant difference (sự khác biệt có ý nghĩa nhất). TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TP.HCM: Thành Phố Hồ Chí Minh
TS: Tiến sĩ
ThS: Thạc sĩ
viii
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm LỜI MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Bia là loại nước giải khát được lên men từ dịch của malt đại mạch, có hương
vị houblon, và có lịch sử lâu đời.
Bia là loại đồ uống phổ biến và giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa: amylaza.
Được sản xuất từ một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, hàm lượng CO2 khá cao (4 ÷ 5g/lít) giúp cơ thể giải khát một cách triệt để khi uống. Người ta có thể uống bia trong những bữa ăn, trong những lúc nói chuyện với nhau hay những buổi tiệc lớn nhỏ.
Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25 g thịt bò hay 150 g bánh mì loại một, hay tương đương với nhiệt lượng là 500 kcal. Vì vậy bia được mệnh danh là bánh mì nước ngoài [6].
Ngoài ra bia còn có vitamin B1, B2, nhiều vitamin PP và axit amin rất cần thiết cho cơ thể. Theo Hopkins, trong 100 ml bia 10% chất khô có: 2,5 – 5 mg vitamin B1, 35 – 36 mg vitamin B2 và PP. Chính vì vậy từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc được rất nhiều người ưa thích [6].
Trong những năm gần đây, bia có hàm lượng calo thấp đã trở nên phổ biến, đặc biệt đối với những người thừa cân. Tương tự như vậy, nhiều loại bia có nồng độ cồn thấp cũng được ưa chuộng hơn đối với những người không chịu được hay không cho phép sử dụng ở nồng độ cồn cao như phụ nữ mang thai, khi tham gia giao thông, ...Trong khi đó, nhiều người tiêu thụ bia lại ưa thích các đặc tính về mùi và vị của loại bia truyền thống vốn có nồng độ cồn đáng kể, thường là 3.2 – 4.2%.
Bia không cồn nói riêng và bia có độ cồn thấp nói chung là những sản phẩm đã được nghiên cứu và đi vào đời sống tại nhiều nước trên thế giới và khu vực. Tại các nước phát triển, ý thức chấp hành luật giao thông của người dân rất cao, người
1
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
ta sử dụng bia không cồn không những vì lý do an toàn giao thông, mà còn như là một loại nước giải khát có hương vị của bia và an toàn cho sức khoẻ.
Theo ông Nguyễn Văn Việt, Chủ tịch Hiệp hội Bia-Rượu-Nước giải khát Việt Nam phát biểu: “Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, bia không cồn có thể giảm nguy cơ mắc bệnh tim, các vấn đề về gan, dư đạm (bệnh gout), giảm gia tăng nguy cơ mắc một vài dạng ung thư và dĩ nhiên làm giảm dư vị khó chịu khi uống rượu bia. Nhiều chuyên gia dinh dưỡng cũng công nhận và tuyên bố, bia không cồn là thứ đồ uống tuyệt vời trong chế độ tiếp nước hàng ngày cho cơ thể”.
Mặc khác, do nồng độ cồn trong các loại bia trên thị trường hiện nay còn khá cao. Nếu uống vượt mức cho phép sẽ rất dễ xảy ra các tệ nạn xã hội. Chính vì thế mà em quyết tâm nghiên cứu đề tài này. Với mục tiêu tạo ra loại thức uống vừa tăng tính giải khát vừa ngăn ngừa được một số bệnh lý thường gặp. Đồng thời bia nồng độ cồn thấp còn mang tính giao tiếp khá cao mà không lo ngại về các vấn nạn xã hội.
Với mong muốn trên, tui xin thực hiện đề tài này. Do kiến thức còn hạn chế, vì vậy tui rất mong muốn nhận được sự góp ý của thầy cô, các bạn để tui có thể hoàn thành tốt đề tài.
Mục tiêu nghiên cứu
Tạo ra sản phẩm bia có nồng độ cồn thấp.
Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu quy trình sản xuất bia.
- Tiến hành khảo sát các thông số kỹ thuật, cơ sở khoa học để hoàn thiện quy
trình sản xuất bia.
- Kiểm tra sản phẩm và các chỉ tiêu chất lượng cần đạt.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
- Là thức uống được ưa thích trên thế giới..
- Thích hợp cho những người uống bia không chịu được độ cồn cao.
- Là loại thức uống khá mới đã và đang được nghiên cứu ở thị trường bia Việt
Nam.
2
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về bia.
Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà (Mesopotamia).
Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản và hương vị cho bia là một phát kiến tương đối mới: trong thời Trung cổ nhiều hỗn hợp khác của các loại thảo mộc thông thường được cho vào bia chứ không phải hoa bia. Các hỗn hợp này thông thường được gọi là gruit. Hoa bia đã được trồng tại Pháp sớm nhất là vào khoảng thế kỷ 9; văn bản cổ nhất còn sót lại có ghi chép về việc sử dụng hoa bia trong bia có niên đại vào năm 1067 bởi nữ tu viện trưởng kiêm nhà văn Hildegard: "Nếu người ta định làm bia từ yến mạch, nó được chuẩn bị cùng hoa bia."
Trong thế kỷ 15, ở Anh thì loại bia không có hoa bia được biết đến như là ale, còn việc sử dụng hoa bia thì đồ uống đó gọi là bia. Bia có chứa hoa bia được nhập khẩu vào Anh từ Hà Lan sớm nhất là từ năm 1400 ở Winchester, và hoa bia đã được trồng trên quốc đảo này từ năm 1428. Tính phổ biến của hoa bia ban đầu là hỗn hợp - Công ty bia rượu London đã đi xa tới mức ra thông báo "không hoa bia, không thảo mộc hay những gì khác tương tự được cho vào bất kỳ ale hay rượu (mùi) nào sẽ được sản xuất - mà chỉ có liquor (nước), mạch nha, và men bia". Tuy nhiên, vào thế kỷ 16, ale đã được dùng để chỉ các loại bia mạnh (nồng độ cồn cao) bất kỳ, và tất cả ale và bia đều sử dụng hoa bia.
Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hóa sản xuất bia đã trở thành sự thật. Các cải tiến mới trong công nghệ sản xuất bia đã xuất hiện cùng với sự ra đời của nhiệt kế và tỷ trọng kế vào thế kỷ 19, đã cho phép các nhà sản xuất bia tăng tính hiệu quả và kiểm soát nồng độ cồn. Cho đến cuối thế kỷ 18, mạch nha chủ yếu được làm khô bằng lửa do đốt gỗ, than củi, trấu, và sau năm 1600 là từ than cốc. Nói chung, không có loại mạch nha nào trong số này được che chắn tốt khỏi khói sinh ra trong các lò sấy, và do đó các loại bia thời kỳ đó có thành phần hơi khói trong hương vị của chúng, các chứng cứ chỉ ra rằng các nhà sản xuất mạch
3
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp quy mô phòng thí nghiệm
nha và bia thường xuyên phải cố gắng giảm thiểu sự ám khói của bia thành phẩm. Sự phát minh ra lò nướng hình trống năm 1817 của Daniel Wheeler đã cho phép tạo ra mạch nha nướng chín kỹ và tạo tiền đề cho sản xuất các loại bia đen (porter và stout). Sự phát minh ra vai trò của men bia trong quá trình lên men vào năm 1857 bởi Louis Pasteur đã giúp cho các nhà sản xuất bia phương pháp ngăn chặn vị chua của bia bởi các loại vi sinh
Năm 1953, Morton W Coutts, một người New Zealand đã phát triển kỹ thuật lên men liên tục. Morton lấy bằng sáng chế công nghệ của ông và nó là một cuộc cách mạng trong công nghiệp bia do nó làm giảm thời gian ủ và sản xuất bia trước đây là 4 tháng xuống còn chưa đầy 24 giờ. Công nghệ của ông vẫn được sử dụng bởi nhiều nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới ngày nay, bao gồm cả Guinness.
Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh lớn toàn cầu, bao gồm chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn. Trong khi bia chủ yếu là đồ uống chứa cồn thì một số biến tính của nó cũng tồn tại, xuất phát từ thế giới phương Tây, là các loại bia đi qua công đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất ra bia gọi là bia không cồn.
1.2. Tổng quan về malt
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia “malt là linh hồn của bia” điều đó trở thành phương ngôn của người làm bia. Chỉ có malt tốt mới làm dịch đường có chất lượng cao và một sản phẩm bia với tất cả các đặc tính hấp dẫn, đạt các chỉ tiêu về hoá lý, cảm quan cũng như đảm bảo tính ổn định về mặt sinh học.
Malt là hạt đại mạch nẩy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạo xác định. Nó là sản phẩm rất giàu chất dinh dưỡng: chứa 16 - 18% các chất phân tử lượng thấp dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn, dextrin bậc thấp, các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzyme phong phú - chủ yếu là proteaza và amylaza.
Cấu trúc hạt đại mạch gồm 3 bộ phận chính: vỏ hạt, phôi và nội nhũ. Hàm lượng trung bình thành phần hóa học tính theo hàm lượng chất khô như sau:
nhất là 14% trọng lượng được tiếp xúc với nấm men ở nhiệt độ nằm trong khoảng từ 38°F (3,30C) đến 45°F (7,20C) trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 giờ [18]
Cameron R. Murray và các đồng tác giả (1990) đề xuất quy trình lên men bia bao gồm bước axit hóa dịch đường trước khi lên men có hàm lượng đường nằm trong khoảng từ 12 đến 20 độ Plato bằng axit thực phẩm đến độ pH nằm trong khoảng từ 4,0 đến 4,6; điều chỉnh bước lên men theo lượng nấm men và nhiệt độ tiếp xúc từ 0 đến 7°C trong khoảng thời gian từ 10 đến 30 giờ, bia thành phẩm được bổ sung các chất thơm và pha loãng với nước để tạo thành đồ uống không cồn từ malt [13]
Patent US5384135A_2 của Henri J.J. Caluwaerts (1995) đề xuất quy trình sản xuất bia nồng độ cồn thấp, trong đó quá trình đường hóa được thực hiện ở 74-760C trong khoảng thời gian từ 35-50 phút nhằm khống chế lượng đường có khả năng lên men đến mức 50% so với hàm lượng chất khô của dịch đường. Sau đó cồn tiếp tục được tách ra khỏi bia bằng phương pháp bay hơi dưới áp suất cao bởi CO2 và nhiệt độ bia nằm trong khoảng 50-650C [17]
Domeny Zoltan và các cộng sự (2002) lên men bằng chủng nấm men biến đổi gen áp dụng công nghệ cố định nấm men. Bia có độ cồn thấp được sản xuất từ chủng nấm men đột biến không tổng hợp các enzyme vòng acid citric. Các nấm men này được cố định vào pectate canxi. Quá trình lên men được tiến hành ở 5- 350C với nồng độ oxy hòa tan có thể tới 20mg/l [14].
1.9. Các sản phẩm bia không cồn và bia nồng độ cồn thấp.
Hình ảnh một số loại bia không cồn và bia có nồng độ cồn thấp ở Việt Nam và trên thế giới được thể hiện qua Hình 1.4 và Hình 1.5:
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links